液压缸尺寸计算2教学提纲.doc

液压缸尺寸计算2

精品资料
A、 大腿液压缸结构尺寸设计计算
①、大腿缸的负载组成
1、 工作载荷（活塞杆在抬腿过程中始终受压）
2、 惯性载荷（由于所选用液压缸尺寸较小，即不计重量，且执行元件运动速度变化较小，故不考虑惯性载荷）
3、 密封阻力，其中是作用于活塞上的载荷， 且，是外载荷，，其中是液压缸的机 械效率，取
综上可得：外载荷，密封阻力，总载荷。
②、初选系统工作压力
1、 按载荷选定工作压力，取工作腔压力为（由于总载荷为61988N大于50000N，故根据手册选取工作压力为12MPa）
2、 选择执行元件液压缸的背压力为（由于回油路带有调速阀，且回油路的不太复杂，故根据手册选取被压压力为1MPa）
③、液压缸主要结构尺寸的计算
1、 在整个抬腿过程中活塞杆始终受压，故可得下式：
活塞杆受压时：

----------液压缸工作腔压力（Pa）
----------液压缸回油腔压力（Pa）
----------无杆腔活塞有效作用面积，，D为活塞直径（m）
----------有杆腔活塞有效作用面积，，d为活塞杆直径 （m）
选取d/D=0.7（由于工作压力为12MPa大于5MPa，故根据手册选取d/D=0.7）
综上可得：D=82.8mm，根据手册可查得常用活塞杆直径，可取D=90mm，d=60mm。
校核活塞杆的强度，其中活塞杆的材料为45钢，故。
由于活塞杆在受负载的工作过程中仅收到压力作用，故仅校核其压缩强度即可。，故满足强度要求。
即d=60mm，则D=90mm。
由此计算得工作压力为：

根据所选取的活塞直径D=90mm，可根据手册选的液压缸的外径为108mm，即可得液压缸壁厚为。
校核液压缸缸壁的强度，其中液压缸的材料为45钢，故。
由于该缸处于低压系统，故先按薄壁筒计算，，其中工作压力，可取，则，故满足强度要求。
又由于，故可将该缸筒视为厚壁，则的校核应按下面公式进行。

计算的，故经过校核满足要求
即取缸筒壁厚。

B、 水平摆动液压缸结构尺寸设计计算
①、水平摆动缸的负载组成
1、 工作载荷（活塞杆正反行程中保持不变）
2、 惯性载荷（由于所选用液压缸尺寸较小，即不计重量，故不考虑惯性载荷）
3、 密封阻力，其中是作用于活塞上的载荷， 且，是外载荷，，其中是液压缸的机 械效率，取
综上可得：外载荷，密封阻力，总载荷。
②、选定系统尺寸
由所受最大负载的大腿缸计算所得的液压缸的数据，初步拟定水平摆动缸的尺寸为:D=90mm，d=60mm，=9mm。
③、液压缸工作压力的计算
摆腿动作开始时已经将腿抬起，故不受外载荷作用，则摆动腿液压缸受外载荷工作的过程为腿已放下，并且开始拖动身体前进的过程，在这个过程中活塞杆受拉。
活塞杆受拉时：

----------液压缸工作腔压力（Pa）
----------液压缸回油腔压力（Pa）（由于回油路带有调速阀，且回油路的不复杂，故根据手册选取回油腔压力为0.5MPa）
----------无杆腔活塞有效作用面积，，D为活塞直径（m）
----------有杆腔活塞有效作用面积，，d为活塞杆直径 （m）
综上可得： 工作腔压力
校核活塞杆的强度，其中活塞杆的材料为45钢，故。
由于活塞杆在受负载的工作过程中仅收到拉力作用，故仅校核其拉伸强度即可。，故满足强度要求。
校核液压缸缸壁的强度，其中液压缸的材料为45钢，故。
由于该缸处于低压系统，故先按薄壁筒计算，，其中工作压力，可取，则，故满足强度要求。
又由于D/=10，故可将该缸筒视为厚壁，则的校核应按下面公式进行。

计算的，故经过校核满足要求。
即取缸筒壁厚。

C、 小腿液压缸结构尺寸设计计算
①、小腿液压缸的负载组成
1、 在工作过程中存在拉力与压力的循环作用，其中最大拉力为，最大压力为。
2、 惯性载荷（由于所选用液压缸尺寸较小，即不计重量，故不考虑惯性载荷）
3、 密封阻力，其中是作用于活塞上的载荷， 且，是外载荷，，其中是液压缸的机械效率，取
综上可得：外拉载荷，密封阻力，总拉载荷；外压载荷，密封阻力，总拉载荷
②、选定系统尺寸
由所受最大负载的大腿缸计算所得的液压缸的数据，初步拟定水平摆动缸的尺寸为:D=90，d=60，=9mm。
③、液压缸工作压力的计算
活塞杆受拉时：

活塞杆受压时：

----------液压缸工作腔压力（Pa）
----------液压缸回油腔压力（Pa）（由于回油路带有调速阀，且回油路有背压阀，回油路油路不复杂，故根据手册选取回油腔压力为1MPa）
----------无杆腔活塞有效作用面积，，D为活塞直径（m）
----------有杆腔活塞有效作用面积，d为活塞杆直径 （m）
综上可得： 在受最大拉力作用时，工作腔压力；
在受最大压力作用时，工作腔压力。
校核活塞杆的强度，其中活塞杆的材料为45钢，故。
由于活塞杆在受负载的工作过程中不仅受到拉力作用，还受到压力作用，但是拉力较压力大，故仅校核其拉伸强度即可。，故满足强度要求。
校核液压缸缸壁的强度，其中液压缸的材料为45钢，故。
由于该缸处于低压系统，故先按薄壁筒计算，，其中最大工作压力，可取，则，故满足强度要求。
又由于，故可将该缸筒视为厚壁，则的校核应按下面公式进行。

计算的，故经过校核满足要求。
即取缸筒壁厚。

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